CH429743A - Verfahren zur Herstellung von Melamin - Google Patents

Description

      Verfahren        zur    Herstellung von     Melamin       Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Verfahren zur  Herstellung von     Melamin    durch Erhitzen von Harn  stoff unter autogenem Druck     mittels    im Innern des  Reaktionsgefässes befindlicher     stromdurchflossener    Lei  ter und unter Verwendung     nichtmetallischer    Materialien  für die Auskleidung des     Reaktionsgefässes.    Für das  Verfahren     ist    wesentlich, dass man als stromdurchflos  senen Leiter das geschmolzene Reaktionsgut verwendet.

    Die Möglichkeit für dieses Verfahren beruht auf der Er  kenntnis, dass     Harnstoff    eine Leitfähigkeit in einer  Höhe besitzt, die seine unmittelbare Ausnutzung als  Stromleiter und damit als Heizwiderstand zulässt. Aller  dings ist bei der Durchführung des Verfahrens zu be  achten, dass bei der Umsetzung von     Harnstoff    zu     Mela-          min    Zwischenprodukte entstehen, deren Leitfähigkeit   ebenso wie die des     Melamins    - um Grössenordnungen  geringer sind als die des Harnstoffs. Das bedeutet     natur-          gemäss    eine Erschwerung für die Einbringung der erfor  derlichen Energie, vor allem in bezug auf die Auslegung  der Elektroden.  



  Die vorliegende     Erfindung    beruht nun auf dem  Grundgedanken, durch Zusatz eines Elektrolyten zum  Reaktionsgemisch, der unter den Reaktionsbedingungen  nahezu vollständig dissoziiert ist, eine Grundleitfähigkeit  zu schaffen, die praktisch     unbeeinfluss    ist von den ver  schiedenen Zuständen des chemischen Systems.  Dementsprechend behandelt sie ein Verfahren zur Her  stellung von     Melamin    durch Erhitzen von Harnstoff un  ter autogenem Druck mittels im Innern des     Reaktions-          gefässes    befindlicher stromdurchflossener Leiter, wobei  als stromdurchflossener Leiter das geschmolzene Reak  tionsgut     und    als Strom     Wechselstrom    verwendet werden.

    Das     erfindungsgemässe    Verfahren ist dadurch gekenn  zeichnet, dass dem Reaktionsgemisch geringe Mengen  von Säuren, deren Salzen und/oder     Anhydriden    zuge  setzt werden.  



  Für die Zusatzstoffe ist somit erforderlich, dass sie  unter den Reaktionsbedingungen von der Schmelze ge  löst und in Ionen     dissoziiert    werden. Zu diesen Stoffen  gehören vor allem Säuren, insbesondere die Mineralsäu-         ren,    die vor allem in Form ihrer     Salze    und     Anhydride     eingesetzt werden.

       Bevorzugt    sind die     Ammoniumver-          bindungen    und hier wiederum vor allem     Ammonchlorid     und     Ammonphosphat.    Die Zusatzmenge liegt im     allge-          meinen        im        Bereich        von        etwa        0,1-5        Gew.%,        bezogen        auf     eingesetzten     Harnstoff.     



  Die Auswahl des Zusatzstoffes und die einzuset  zende Menge richtet sich zweckmässig     danach,    dass man  während der Reaktion im stationären Zustand etwa  einen spezifischen     Widerstand    von 15     Q    cm erreicht.  Harnstoff hat bei 200  in     unzersetztem    Zustand einen  solchen spezifischen Widerstand. Ein Zusatz von z. B.  2 %     Ammonchlorid    erniedrigt diesen Widerstand auf  etwa 7-8     S-    cm.

   Während bei der thermischen Umset  zung von Harnstoff zu     Melamin        ohne    Zusatzelektrolyt  die     spezifischen    Widerstände bis auf ca. 5000     n    cm an  wachsen, kann der Widerstand mit der angegebenen  Menge     Ammonchlorid    auf ca. 15     D    cm gehalten wer  den. Die hierdurch erreichte Vereinfachung bei der  Energiezuführung ist ohne weiteres ersichtlich.  



  Die Zugabe selbst erfolgt zweckmässig in der Weise,  dass der Zusatzstoff zusammen mit dem Harnstoff in der  erforderlichen Menge in das     Reaktionsgefäss    einge  bracht wird.  



  Die durch die vorliegende Erfindung erzielte beson  ders wirksame Art der Energiezufuhr macht es möglich,  die Reaktion in verfahrensmässig besonders einfacher  Form durchzuführen. Hierbei wird so vorgegangen, dass  man das Gemisch aus Harnstoff und     Zusatzstoff    unter  den Reaktionsbedingungen in die     Schmelze    einleitet, die  im wesentlichen aus bereits umgesetzten Produkten be  steht. Das Verfahren wird also so     geführt,    dass das  Reaktionsgemisch immer eine     bestimte    Mindestmenge  an     Melamin    enthält. Diese Arbeitsweise ist     vorteilhaft    in  zweifacher Hinsicht.

   Einerseits umgeht man die beim  üblichen Verfahren auftretende Ausbildung von festen  Zwischenprodukten und damit die Gefahr von Verstop  fungen. Zum     andern    erreicht man eine homogene Leit  fähigkeit über den gesamten Reaktionsraum. Es tritt  also praktisch kein     Leitfähigkeitsgradient    auf.

        Bei der     vorbeschriebenen    besonderen     Ausführungs-          form    des Verfahrens arbeitet man im allgemeinen so,  dass der     Melaminspiegel    etwa zwischen 50 und       95        Gew.-%,        bezogen        auf        die        gesamte        Reaktions-          schmelze,    beträgt.

   Bei diesen Zahlenangaben handelt es  sich nur um statistische Werte.     In    der praktischen       Durchführung    des Verfahrens,     wie    sie beispielsweise in       Fig.    3 des Hauptpatentes gezeigt wird, ist es     naturgemäss     so, dass in der Nähe der     Harnstoffeintrittsstelle    ein     ver-          hältnismässig    hoher     Harnstoffanteil    und ein     verhältnis-          mässig    niedriger     Melaminanteil    vorhanden ist,

       während     nahe der     Abzugstelle        für    das     Melamin    im wesentlichen  nur noch reines     Melamin    vorhanden ist.  



  <I>Beispiel</I>  Es wird ein     Druckreaktor    von 211 Inhalt aus VA  Extra verwendet, der mit einer     Titanauflage    und weiter  hin auf der Innenseite mit einer     Ausmauerung    aus Gra  phit (Wandstärke 5 cm) ausgekleidet ist. Der Reaktor  entspricht im übrigen der Darstellung der<B>_</B>     Fig.    3 nach  dem Hauptpatent. Durch den unteren Reatordeckel ist  eine zentral gelagerte Kohleelektrode eingeführt, die     zur     mechanischen Stabilisierung mit einem     Titankern    verse  hen ist. Die zweite Elektrode wird durch die Wand ge  bildet.

   Im stationären Zustand     wird    an die beiden Elek  troden eine Spannung von 6 V bei 50     hz    gelegt, wodurch  sich eine Stromstärke von etwa 1000 A einstellt. Die       Stromzuführung    erfolgt derart, dass     im    Reaktionsgefäss  eine Höchsttemperatur von 420  C herrscht.

   Stündlich       werden        20        kg        Harnstoff,        die    2     Gew.-%        Ammonchlorid     enthalten, im oberen Drittel des Reaktionsgefässes     zuge-          führt.    Man achtet darauf, dass die     Raumerfüllung    durch  die flüssige Phase etwa     2/g    im Reaktor beträgt, d. h.

   die         Flüssigphase    reicht bis etwa     zur    Höhe des     Harnstoffein-          tritts.    Die     Verweilzeit    beträgt etwa 40 Minuten. Am un  teren Teil des Gefässes wird die im wesentlichen aus  reinem     Melamin    bestehende flüssige Phase abgezogen,

         wobei        sich        eine        Ausbeute        an        Melamin        von        94        %        ergibt.     Die Entspannung der Gase erfolgt über ein Drosselventil  derart, dass ein :autogener Druck von ca. 100     atm    ge  halten wird. Das statistische Verhältnis zwischen Harn  stoff und     Melamin    im Reaktionsgefäss beträgt etwa  20:80.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Melamin durch Er hitzen von Harnstoff unter autogenem Druck mittels im Innern des Reaktionsgefässes befindlicher stromdurch flossener Leiter, wobei als stromdurchflossener Leiter das geschmolzene Reaktionsgut und als Strom Wechsel strom verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktionsgemisch geringe Mengen von Säuren, deren Salzen und/oder Anhydriden zugesetzt werden.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zusatzstoffe in Mengen von 0,1-5 Gew.-%, bezogen auf eingesetzten Harnstoff, zu- gesetzt werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass Ammonchlorid zugesetzt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass Ammonphosphat zugesetzt wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass im Reaktionsgefäss dauernd eine Menge an Melamin belassen wird, die zwischen etwa 95 und 50 Gew.-o/o d er gesamten Reaktionsschmelze beträgt.